Выпарные и кристаллизационные установки

Навчальний посібник

Маркетингова політика комунікацій

С.М.Подреза

Київ 2003

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 2

1. ВЫПАРНЫЕ УСТАНОВКИ.. 3

Выпаривание под вакуумом.. 4

Недостатки выпаривания под вакуумом.. 5

Выпаривание под повышенным давлением (выше атмосферного) 5

Однокорпусные установки. 5

Многокорпусные установки. 6

Непрерывное (циркуляционное) выпаривание. 6

Периодическое выпаривание. 6

1.1. Свойства растворов. 6

1.1.1. Концентрация раствора. 6

1.1.2. Растворимость твердых веществ в жидкостях. 7

1.1.3. Плотность раствора. 8

1.1.4. Вязкость жидких растворов. 8

1.1.5. Удельная теплоемкость раствора. 8

1.1.6. Теплопроводность растворов. 10

1.2. Температурные потери при выпаривании. 12

1.2.1. Физико-химическая температурная депрессия .... 12

1.2.2. Повышение температуры кипения растворов вследствие гидростатического давления (гидростатическая депрессия) ..... 15

1.2.3. Охлаждение вторичного пара в паропроводах между корпусами (гидравлическая депрессия ). 16

1.3. Типовые конструкции выпарных аппаратов [1-5] 16

1.3.1. Циркуляция растворов в выпарных аппаратах [4, 5] 17

Движущий напор. 19

1.3.2. Выпарные аппараты с естественной циркуляцией [2, 3, 5] 19

1.3.3. Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией. 23

1.3.4. Пленочные выпарные аппараты [4, 5] 25

1.3.5. Барботажные выпарные аппараты с погружными горелками. 26

Вопросы для самоконтроля. 27

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ВЫПАРНЫХ УСТАНОВОК.. 28

2.1. Выпарные установки с аппаратами поверхностного типа[1-5] 28

2.1.1. По числу ступеней: 29

2.1.2. По относительному движению греющего пара и выпариваемого раствора: 29

2.1.2.1. Прямоточные выпарные установки. 29

2.1.2.2. Противоточные выпарные установки. 30

3. По давлению вторичного пара в последней ступени: 32

4. По технологии обработки раствора: 34

2.2. Выпарные аппараты с тепловым насосом.. 36

2.3. Адиабатные и контактные выпарные установки. 39

2.3.1. Адиабатные выпарные установки [1] 39

2.3.2. Выпарные установки с контактными нагревателями [1] 40

2.3.3. Выпарные установки с аппаратами погружного горения (АПГ) [1] 42

3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВЫПАРНЫХ УСТАНОВОК.. 45

3.1. Расчет однокорпусной выпарной установки. 45

3.1.1. Материальный баланс выпарного аппарата. 46

3.1.2. Тепловой баланс выпарного аппарата. 46

3.1.3. Определение поверхности теплообмена. 48

3.2.1. Ввод исходных данных. 54

3.2.2. Распределение в первом приближении выпариваемой воды и давления греющих паров по корпусам.. 56

3.2.3. Расчет концентраций упариваемого раствора в корпусах. 57

3.2.4. Определение температуры кипения растворов. 57

3.2.5. Определение свойств раствора, водяного пара и конденсата. 59

3.2.6. Определение расходов греющего (первичного) пара и выпариваемой воды в каждом корпусе 59

3.2.7. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи. 60

3.2.8. Распределение полезной разности температур по ступеням.. 60

3.3. Расчет оптимального числа корпусов многокорпусной установки. 66

3.3.1. Предельное число корпусов многокорпусной установки. 66

3.3.2. Оптимальное число ступеней установки [1] 67

3.3.3. Энергосбережение в выпарных установках. 71

3.4. Расчет вспомогательного оборудования. 72

3.5. Варианты заданий для проектирования выпарных установок. 75

Вопросы для самоконтроля. 79

4. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВЫПАРНЫХ УСТАНОВОК.. 80

4.1. Расчет однокорпусной выпарной установки ..... 80

4.1.1. Материальный баланс. 82

4.1.2. Тепловой расчет. 82

4.2. Расчет трехкорпусной вакуум-выпарной установки ..... 88

4.2.1. Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов. 89

4.2.2. Концентрации упариваемого раствора. 90

4.2.3. Температуры кипения растворов. 91

4.2.4. Полезная разность температур. 95

4.2.5. Определение тепловых нагрузок. 95

4.2.6. Выбор конструкционного материала. 99

4.2.7. Расчет коэффициентов теплопередачи. 99

4.2.8. Распределение полезной разности температур. 105

4.2.9. Уточненный расчет поверхности теплообмена. 106

4.3. Определение толщины тепловой изоляции [7] 109

4.4. Расчет барометрического конденсатора. 110

4.4.1. Расход охлаждающей воды.. 110

4.4.2. Диаметр конденсатора. 111

4.4.3. Высота барометрической трубы.. 111

4.5. Расчет производительности вакуум – насоса. 112

5. КРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ.. 177

5. 1. Устройство и принцип действия кристаллизаторов. 179

Поверхностные кристаллизаторы. 180

Объемные кристаллизаторы. 182

Объемные кристаллизаторы с псевдоожиженным слоем кристаллов. 185

Поверхностно-объемные кристаллизаторы. 187

5.2. Материальный и тепловой балансы кристаллизации. 188

Вопросы для самоконтроля. 190

Дата добавления: 2014-01-20